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一种运动跑道铺装材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种运动跑道铺装材料及其制备方法，该材料包括如下组分：集料100份，沥青6～8份；集料按体积百分比计包括25～52％粗集料，42～75％橡胶粉，6～8％玻璃微珠；粗集料按体积百分比计包括30～50％陶粒，50～70％橡胶颗粒。将集料各组分在110℃下混合均匀后与在150℃下形成的沥青材料拌和制成运动跑道铺装材料，材料本身和施工过程中污染小，环保性能良好，具有平整度好、耐磨、硬度范围宽、弹性适宜、吸震性能优、能全天候应用、物理性能稳定等特性；用于跑道铺面时对设备、人员、结构设计要求很低，施工工艺简单，便于推广应用，施工质量更容易控制，降低了成本，并且该材料用于跑道铺面便于维修养护，可再生利用，不存在长期的环境问题。

Description

一种运动跑道铺装材料及其制备方法
技术领域
本发明属于道路建设技术领域，具体涉及一种运动跑道铺装材料及其制备方法。
背景技术
随着全民健身运动的开展，对体育设施的要求不断提高，为铺设各类运动场地，铺面材料成为需求广泛的产品。目前，聚氨酯塑胶跑道由于具有强度高、弹性好、耐磨、耐低温、硬度可调、施工方便、美观大方、防震隔音、粘结力强、经久耐用等特点，成为最常见的全天候田径场跑道，在举办大中型体育比赛的体育场和教学使用的学校田径场被大量采用。然而，关于塑胶跑道在毒性污染方面的问题一直被广为关注，近年来更成为迫切需要解决的问题。
聚氨酯塑胶跑道是由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、EPDM橡胶粒或PU颗粒、颜料、助剂、填料等组成，其原料主要分为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)型和甲苯二异氰酸酯(TDI)型两种。其中，TDI毒性大，而MDI虽然在塑胶跑道铺设后污染小，但本身具有一定毒性，同时MDI型聚氨酯塑胶跑道价格高，来源不如TDI广泛，且施工需要加入部分溶剂从而造成污染，因此塑胶跑道在毒性污染方面的问题一直还未得到有效的解决。尽管近年来对改善塑胶跑道环境友好性方面的研究也已经取得了一些成果，包括原材料优化、研究非MOCA型扩链剂、开发新型催化剂、采用改性材料等，但由于事实上塑胶跑道的质量受多方面影响，例如，首先需确保生塑胶跑道生产厂家的资质与实力，严把原材料进料关，实时监控施工过程，确保施工方法规范，施工机械性能完好，有健全的质量控制管理体系，每个环节都需要严格把控，否则很难消除聚氨酯塑胶跑道所存在的毒性。
由于人们对健康和环保的日益关注，向更低成本、更加环保健康等方向发展成为运动场地铺面材料的必然要求，土质操场和水泥操场显然不能满足要求，而聚氨酯塑胶跑道在环境问题上又广受质疑，因此，急需一种新型跑道铺面材料。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于：(1)提供一种运动跑道铺装材料；(2)提供一种运动跑道铺装材料的制备方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种运动跑道铺装材料，按质量份计，包括如下组分：集料100份，沥青6～8份；所 述集料按体积百分比计，包括如下组分：粗集料25～52％，橡胶粉42～75％，玻璃微珠6～8％；所述粗集料按体积百分比计，包括如下组分：陶粒30～50％，橡胶颗粒50～70％。
进一步，所述沥青中包括2.0wt～3.0wt％的Sasobit。
进一步，所述沥青中包括0.3wt～0.5wt％的抗剥落剂。
进一步，所述抗剥落剂为环保非胺类沥青抗剥落剂。
进一步，所述橡胶粉由废旧橡胶轮胎制得，所述废旧橡胶轮胎为斜交胎。
进一步，所述玻璃微珠具有亲油憎水性能，成圆率≥85％，堆积密度150-250kg/m3，粒径≤0.075mm。
进一步，所述陶粒粒径为4.75～9.5mm，堆积密度700～900kg/m3，筒压强度大于7MPa。
进一步，所述橡胶颗粒由废旧橡胶轮胎制得，所述废旧橡胶轮胎为斜交胎。
进一步，所述橡胶颗粒粒径为4.75～9.5mm，表观密度大于1g/cm3。
2、制备所述的一种运动跑道铺装材料的方法，包括如下步骤：
(1)将集料的各组分在110℃下均匀混合，制得混合物A；
(2)将Sasobit、抗剥落剂加入沥青中在150℃下均匀混合，制得混合物B；
(3)将步骤(1)中制得的混合物A与步骤(2)中制得的混合物B混合，制得运动跑道铺装材料。
本发明的技术特点在于：
(1)以粒径在4.75mm以上的废弃轮胎橡胶颗粒与陶粒作为粗颗粒，以橡胶粉为细集料；采用玻璃微珠代替矿粉改善材料性能，由于玻璃微珠表面经过特殊处理具有亲油憎水性能，因此非常容易分散于有机材料体系中，玻璃微珠降低沥青的粘度、减少沥青的用量，即使在高添加量的前提下粘度也不会增大很多，掺加环保非胺类沥青抗剥落剂改善材料抗水损能力；
(2)将集料的各组分在110℃下均匀混合，制得混合物A，将Sasobit、环保非胺类沥青抗剥落剂加入基质沥青中在150℃下均匀混合，制得混合物B，再将混合物A与混合物B混合制得运动跑道铺装材料，该工艺对加热温度要求不高，集料不需要在高温下加热，沥青材料加热温度可降低至150℃左右。
本发明的技术关键在于：
该材料采用橡胶颗粒与陶粒作为粗集料来调整材料硬度，以适应运动场地的要求，其中，陶粒还可防止成型后橡胶颗粒的溶胀破坏；采用温拌沥青技术，使材料性能稳定；玻璃微珠的应用，能有效降低沥青胶浆的粘度，使其在较低温度下易于拌和成型；材料中各组分的级配设计满足细粒式AC-Ⅰ型沥青混凝土混合料的规定，并在级配曲线的基础上采用体积控制， 即将级配曲线中纵坐标定义为通过的体积百分率而不是质量百分率，以此使跑道铺面材料满足温度与耐久性要求。
本发明的有益效果在于：
(1)跑道铺装材料和施工过程污染小，环保性能良好，同时也在一定程度上具有聚氨酯铺面材料的优点，具有平整度好、耐磨、硬度范围宽、弹性适宜、吸震性能优、能全天候应用、物理性能稳定的特性；
(2)跑道铺装材料中各组分来源广泛，质量稳定，材料设计方法简单，易于采用；
(3)跑道铺装材料对设备、人员、结构设计要求很低，施工工艺简单，便于推广应用，施工质量更容易控制；
(4)由于不需要对原材料、设备、人员提出特殊要求，显著降低了成本；
(5)维修养护方便，再生利用简单，不存在长期的环境问题。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
制备一种运动跑道铺装材料
(1)取集料100份，所述集料按体积百分比计，包括如下组分：粗集料25％，橡胶粉69％，玻璃微珠6％；所述粗集料按体积百分比计，包括如下组分：陶粒30％，橡胶颗粒70％。将集料的各组分在110℃下均匀混合，制得混合物A；所述陶粒粒径为6.5mm，堆积密度850kg/m3，筒压强度7.8MPa，所述橡胶颗粒和橡胶粉均由废旧橡胶轮胎为斜交胎制得，其中，橡胶颗粒粒径为6.5mm，表观密度1.27g/cm3，所述玻璃微珠具有亲油憎水性能，成圆率≥85％，堆积密度220kg/m3，粒径≤0.075mm；
(2)取6份基质沥青，将Sasobit、环保非胺类沥青抗剥落剂AM6526加入基质沥青中在150℃下均匀混合，制得混合物B，其中，基质沥青中Sasobit的质量分数为2.4％，AM6526的质量分数为0.45％；
(3)将步骤(1)中制得的混合物A与步骤(2)中制得的混合物B混合，制得运动跑道铺装材料，其技术指标见表1。
表1运动跑道铺装材料的技术指标
实施例2
(1)取集料100份，所述集料按体积百分比计，包括如下组分：粗集料35％，橡胶粉58％，玻璃微珠7％；所述粗集料按体积百分比计，包括如下组分：陶粒35％，橡胶颗粒65％。将集料的各组分在110℃下均匀混合，制得混合物A；所述陶粒粒径为8.4mm，堆积密度700kg/m3，筒压强度7.2MPa，所述橡胶颗粒和橡胶粉均由废旧橡胶轮胎为斜交胎制得，其中，橡胶颗粒粒径为8.4mm，表观密度1.02g/cm3，所述玻璃微珠具有亲油憎水性能，成圆率≥85％，堆积密度180kg/m3，粒径≤0.075mm；
(2)取6份基质沥青，将Sasobit、环保非胺类沥青抗剥落剂AM6526加入基质沥青中在150℃下均匀混合，制得混合物B，其中，基质沥青中Sasobit的质量分数为2.0％，AM6526的质量分数为0.5％；
(3)将步骤(1)中制得的混合物A与步骤(2)中制得的混合物B混合，制得运动跑道铺装材料，其技术指标见表2。
表2运动跑道铺装材料的技术指标
项目 单位 技术指标 测试方法
硬度(邵A) 度 59 GB/T 531
拉伸强度 MPa ≥1.0 GB/T 1654
扯断伸长率 ％ ≥27 GB/T 1654
压缩复原率 ％ ≥95 GB/T 1654
垂直变形 mm 0.7 —
阻燃性 级 1 GB/T 1681
实施例3
(1)取集料100份，所述集料按体积百分比计，包括如下组分：粗集料52％，橡胶粉40％，玻璃微珠8％；所述粗集料按体积百分比计，包括如下组分：陶粒45％，橡胶颗粒55％。将集料的各组分在110℃下均匀混合，制得混合物A；所述陶粒粒径为4.75mm，堆积密度800kg/m3，筒压强度8.0MPa，所述橡胶颗粒和橡胶粉均由废旧橡胶轮胎为斜交胎制得，其中，橡胶颗粒粒径为4.75mm，表观密度1.15g/cm3，所述玻璃微珠具有亲油憎水性能，成圆率≥85％，堆积密度250kg/m3，粒径≤0.075mm；
(2)取6份基质沥青，将Sasobit、环保非胺类沥青抗剥落剂XT-2加入基质沥青中在150℃下均匀混合，制得混合物B，其中，基质沥青中Sasobit的质量分数为2.8％，XT-2的质量分数为0.35％；
(3)将步骤(1)中制得的混合物A与步骤(2)中制得的混合物B混合，制得运动跑道铺装材料，其技术指标见表3。
表3运动跑道铺装材料的技术指标
项目 单位 技术指标 测试方法
硬度(邵A) 度 69 GB/T 531
拉伸强度 MPa ≥1.3 GB/T 1654
扯断伸长率 ％ ≥25 GB/T 1654
压缩复原率 ％ ≥95 GB/T 1654
垂直变形 mm 0.4 —
阻燃性 级 1 GB/T 1681
实施例4
(1)取集料100份，所述集料按体积百分比计，包括如下组分：粗集料50％，橡胶粉42％，玻璃微珠8％；所述粗集料按体积百分比计，包括如下组分：陶粒50％，橡胶颗粒50％。将集料的各组分在110℃下均匀混合，制得混合物A；所述陶粒粒径为9.5mm，堆积密度900kg/m3，筒压强度7.5MPa，所述橡胶颗粒和橡胶粉均由废旧橡胶轮胎为斜交胎制得，其中，橡胶颗粒粒径为9.5mm，表观密度1.35g/cm3，所述玻璃微珠具有亲油憎水性能，成圆率≥85％，堆积密度150kg/m3，粒径≤0.075mm；
(2)取6份基质沥青，将Sasobit、环保非胺类沥青抗剥落剂XT-1加入基质沥青中在150℃ 下均匀混合，制得混合物B，其中，基质沥青中Sasobit的质量分数为3.0％，XT-1的质量分数为0.3％；
(3)将步骤(1)中制得的混合物A与步骤(2)中制得的混合物B混合，制得运动跑道铺装材料，其技术指标见表4。
表4运动跑道铺装材料的技术指标
项目 单位 技术指标 测试方法
硬度(邵A) 度 64 GB/T 531
拉伸强度 MPa ≥1.3 GB/T 1654
扯断伸长率 ％ ≥30 GB/T 1654
压缩复原率 ％ ≥95 GB/T 1654
垂直变形 mm 0.4 —
阻燃性 级 1 GB/T 1681
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种运动跑道铺装材料，其特征在于，按质量份计，包括如下组分：集料100份，沥青6～8份；所述集料按体积百分比计，包括如下组分：粗集料25～52％，橡胶粉42～75％，玻璃微珠6～8％；所述粗集料按体积百分比计，包括如下组分：陶粒30～50％，橡胶颗粒50～70％。
2.如权利要求1所述的一种运动跑道铺装材料，其特征在于，所述沥青中包括2.0wt～3.0wt％的Sasobit。
3.如权利要求1所述的一种运动跑道铺装材料，其特征在于，所述沥青中包括0.3wt～0.5wt％的抗剥落剂。
4.如权利要求3所述的一种运动跑道铺装材料，其特征在于，所述抗剥落剂为环保非胺类沥青抗剥落剂。
5.如权利要求1所述的一种运动跑道铺装材料，其特征在于，所述橡胶粉由废旧橡胶轮胎制得，所述废旧橡胶轮胎为斜交胎。
6.如权利要求1所述的一种运动跑道铺装材料，其特征在于，所述玻璃微珠具有亲油憎水性能，成圆率≥85％，堆积密度150-250kg/m3，粒径≤0.075mm。
7.如权利要求1所述的一种运动跑道铺装材料，其特征在于，所述陶粒粒径为4.75～9.5mm，堆积密度700～900kg/m3，筒压强度大于7MPa。
8.如权利要求1所述的一种运动跑道铺装材料，其特征在于，所述橡胶颗粒由废旧橡胶轮胎制得，所述废旧橡胶轮胎为斜交胎。
9.如权利要求8所述的一种运动跑道铺装材料，其特征在于，所述橡胶颗粒粒径为4.75～9.5mm，表观密度大于1g/cm3。
10.制备如权利要求1～9任一项所述的一种运动跑道铺装材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将集料的各组分在110℃下均匀混合，制得混合物A；
(2)将Sasobit、抗剥落剂加入沥青中在150℃下均匀混合，制得混合物B；
(3)将步骤(1)中制得的混合物A与步骤(2)中制得的混合物B混合，制得运动跑道铺装材料。
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